Flutuação de Tensão

Se o fluxo de potencia para a carga varia, a amplitude da tensão também varia. Quando esta variação é grande suficiente ou está dentro de uma faixa crítica de freqüência, a performance dos equipamentos pode ser afetada [11]. Esta cintilação é claramente percebida em cargas de iluminação. Também conhecido por flicker, este fenômeno é caracterizado por variações geralmente entre 1 e 10Hz, na iluminação, perceptíveis pelo cérebro humano.

2.7.6 Variações na Freqüência

Assim como a amplitude da tensão, sua freqüência também não é constante. As variações ocorrem em função do balanço entre carga e geração.

Variações acima dos limites aceitáveis de operação em regime permanente podem ter conseqüências relevantes à operação dos sistemas de energia.

São geralmente geradas por desconexão de grandes blocos de carga ou perda de grandes fontes geradoras.

Os itens anteriores têm por função passar uma visão geral dos principais fenômenos de qualidade de energia presentes nos sistemas de energia elétrica.

As descargas atmosféricas são fontes de vários dos distúrbios de tensão apresentados nos itens acima. Alguns, como os transitórios impulsivos e as sobretensões, têm relação direta com a corrente de descarga, outros, porém, têm sua geração como conseqüência dos distúrbios diretos.

Para melhores entendimento e desenvolvimento deste trabalho, dar-se-á maior ênfase ao distúrbio sobretensão, caracterizado pelo principal causador de desligamentos em linhas de transmissão devido a descargas atmosféricas.

2.8 Sobretensões

Por definição, uma sobretensão é uma tensão variável no tempo, entre fase e terra ou entre fases, cujo valor de crista é superior ao valor de crista da tensão máxima de um sistema [15].

De acordo com a origem da sobretensão, pode-se classificá-las em dois tipos, internas e externas. As sobretensões internas recebem esta classificação devido aos fenômenos que a originam serem iniciados dentro do sistema de potência, como manobras de cargas ou curtos circuitos. As sobretensões externas têm sua origem em fenômenos externos ao sistema de potência, sendo as descargas atmosféricas, o maior responsável.

Utilizando o grau de amortecimento e o tempo de duração de uma sobretensão, pode- se elaborar a uma distinção mais criteriosa, chega-se então a três categorias de sobretensão: Sobretensões Temporárias, Sobretensões de Manobra e Sobretensões Atmosféricas.

O conhecimento das características de cada uma das categorias de sobretensões citadas acima e de seus impactos no sistema de energia elétrica é de suma importância para definições de projeto e de operação do sistema.

Este texto tem, entre as categorias apresentadas, as sobretensões atmosféricas como foco absoluto de seu desenvolvimento, porém, a seguir serão citadas e exemplificadas as sobretensões de manobra e também as sobretensões temporárias.

Antes, porém, vale dizer que a transição entre as categorias pode não ser fielmente definida. È possível que alguns surtos possam se enquadrar em mais de uma categoria, como é o caso de surtos atmosféricos transferidos do primário para o secundário de transformadores que têm características semelhantes a surtos de manobra.

Figura 11 – Representação Esquemática dos Diferentes Tipos de Sobretensão em Sistema EAT

2.8.1 Sobretensões Temporárias

A sobretensão temporária é uma sobretensão fase terra ou entre fases, dada em um determinado ponto do sistema, oscilatória, de duração relativamente longa e fracamente amortecida ou mesmo não amortecida.

De forma geral, podem ser caracterizadas pelos parâmetros seguintes: Amplitude: inferior a 1,5 pu.

Freqüência de oscilação: igual, maior ou menor que a fundamental. Duração total: superior a dezenas de milisegundos.

Estas características de amortecimento e duração, a fazem uma sobretensão determinante em projetos de isolação de equipamentos, mesmo tendo suas amplitudes inferiores às das outras categorias de sobretensões.

Faltas para a terra e rejeições de blocos de cargas são os motivos mais comuns destes tipos de sobretensões.

2.8.2 Sobretensões de Manobra

Sobretensão de manobra é uma sobretensão fase terra ou entre fases, em um dado ponto do sistema, devido à operação de um equipamento, de manobra, falta ou outra causa, cuja forma de onda, para fins de coordenação do isolamento, é similar á onda de impulso de manobra utilizada para ensaio. Tal sobretensão é em geral, fortemente amortecida e de curta duração [15].

Os parâmetros de tempo citados acima são relacionados ao tempo de frente de onda e ao tempo até meio valor. A diferença entre estes valores faz a distinção entre sobretensões de manobra e atmosféricas. Dessa forma, sobretensões com tempo de frente de onda entre 100 e 500 µs (correspondentes às freqüências de 10 kHz a 2 kHz) e com tempo de meio valor na ordem de 2500 µs, são geralmente consideradas como sobretensões de manobra.

A amplitude e a duração das sobretensões de manobra podem variar dadas as condições e a configuração do sistema no momento da manobra.

A energização e religamento de linhas e aplicação e eliminação de faltas são exemplos comuns de originadores de sobretensões de manobra.

2.8.3 Sobretensões Atmosféricas

São caracterizadas por sobretensões fase terra ou entre fases em um dado ponto do sistema, devida a uma descarga atmosférica ou outra causa, cuja forma de onda pode ser considerada para fins de coordenação do isolamento, similar a uma onda de impulso atmosférico normalizada utilizada em laboratório.

As sobretensões atmosféricas se distinguem das sobretensões de manobra nos parâmetros de tempo. Tempos de frente de onda até 20 µs (correspondentes à freqüências de 50 kHz) e tempo de meia onda da ordem de 50 µs, caracterizam os surtos atmosféricos.